一种485硬件自动收发切换电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路通讯技术领域，更具体地，涉及一种485硬件自动收发切换电路。


背景技术：

2.由于485通讯抗干扰能力强、传输距离远、支持多点通讯等众多优点，在通讯上广泛应用。存在的缺点就是不能同时收发，需要增加一个io口来控制485使能，从而导致传输速率低，占用资源多。
3.公开日为2014年8月27日，公开号为cn104009902a的中国专利公开了一种自动收发电路，包括用于自动收发数据的rs-485收发器和用于对发送信号进行非门取反的非门逻辑器件，所述非门逻辑器件的输入端接收发送信号，输出端与所述rs-485收发器的接收使能端和发送使能端连接，所述rs-485收发器还包括用于接收所述发送信号的发送数据端、用于发送接收信号的接收数据端和用于接收或发送差分信号的a端与b端。该专利仅仅使用非门进行收发模式的切换，功能较为单一，容易出错。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种485硬件自动收发切换电路，实现了硬件自动切换。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
6.一种485硬件自动收发切换电路，用于连接微控制器以及外接设备，包括发送子电路、模式切换子电路、485通讯芯片、第一上拉子电路、第二上拉子电路以及接收子电路，其中：
7.所述微控制器的输出端分别与所述发送子电路的输入端、模式切换子电路的输入端电连接，所述发送子电路的输出端与所述485通讯芯片的di端电连接，所述模式切换子电路的输出端分别与所述485通讯芯片的de端和re端电连接；
8.所述485通讯芯片的a端和b端分别与所述第一上拉子电路、外接设备电连接，所述485通讯芯片的ro端与所述接收子电路的输入端电连接，所述485通讯芯片de端、re端和ro端还与所述第二上拉子电路电连接；
9.所述接收子电路的输出端与所述微控制器的输入端电连接。
10.优选地，所述发送子电路包括电阻r70，其中：
11.所述电阻r70的一端与所述微控制器的输出端电连接，所述电阻r70的另一端与所述485通讯芯片的di端电连接。
12.优选地，所述模式切换子电路包括电阻r58和三极管q11，其中：
13.所述电阻r58的一端与所述微控制器的输出端电连接，所述电阻r58的另一端与所述三极管的基极电连接，所述三极管的集电极分别与所述485通讯芯片的de端和re端电连接。
14.优选地，所述第一上拉子电路包括电阻r78、电阻r79、电阻r2139、电阻r2137和电
阻r2138，其中：
15.其中，所述电阻r78的一端分别与所述电阻r2139的一端、电阻r2137的一端电连接，所述电阻r78的另一端接地；所述电阻r2139的另一端分别与所述电阻r79的一端、电阻r2138的一端电连接，所述电阻r2137的另一端与所述485通讯芯片的b端电连接，所述电阻r2138的另一端与所述485通讯芯片的a端电连接，所述电阻r79的另一端接外界电源。
16.优选地，所述第二上拉子电路包括电阻r77和电阻r45，其中：
17.外界电源分别与所述电阻r77的一端、电阻r45的一端电连接，电阻r77的另一端与所述485通讯芯片的ro端电连接，电阻r45的另一端分别与所述485通讯芯片的re端、de端电连接。
18.优选地，所述接收子电路包括二极管d11和瞬态二极管d0008，其中：
19.所述二极管d1的正极分别与所述微控制器的输入端、瞬态二极管d0008的负极电连接，所述二极管d1的负极与所述485通讯芯片的ro端电连接，所述瞬态二极管d0008的正极接地。
20.优选地，还包括电容c97，其中：
21.所述电容c97的一端分别与外界电源、所述485通讯芯片的vcc端电连接，所述电容c97的另一端接地。
22.优选地，还把包括保护子电路，其中：
23.所述保护子电路的一端通过所述第一上拉子电路与所述485通讯芯片的a端和b端电连接，所述保护子电路的另一端接地。
24.优选地，所述保护子电路包括瞬态二极管tvs1，其中：
25.所述瞬态二极管tvs1的负极通过所述第一上拉子电路与所述485通讯芯片的a端和b端电连接，所述瞬态二极管tvs1的正极接地。
26.优选地，所述485通讯芯片为sp3485e。
27.与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
28.本实用新型实现了硬件自动切换，最高速率可达50k，简化了程序流程，减少io控制，提高传输速度，同时该方案支持485多种供电模式。
附图说明
29.图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
30.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
31.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
32.对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
33.下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
34.实施例1
35.本实施例提供一种485硬件自动收发切换电路，用于连接微控制器以及外接设备，
如图1，包括发送子电路、模式切换子电路、485通讯芯片、第一上拉子电路、第二上拉子电路以及接收子电路，其中：
36.所述微控制器的输出端分别与所述发送子电路的输入端、模式切换子电路的输入端电连接，所述发送子电路的输出端与所述485通讯芯片的di端电连接，所述模式切换子电路的输出端分别与所述485通讯芯片的de端和re端电连接；
37.所述485通讯芯片的a端和b端分别与所述第一上拉子电路、外接设备电连接，所述485通讯芯片的ro端与所述接收子电路的输入端电连接，所述485通讯芯片de端、re端和ro端还与所述第二上拉子电路电连接；
38.所述接收子电路的输出端与所述微控制器的输入端电连接。
39.所述发送子电路包括电阻r70，其中：
40.所述电阻r70的一端与所述微控制器的输出端电连接，所述电阻r70的另一端与所述485通讯芯片的di端电连接。
41.所述模式切换子电路包括电阻r58和三极管q11，其中：
42.所述电阻r58的一端与所述微控制器的输出端电连接，所述电阻r58的另一端与所述三极管的基极电连接，所述三极管的集电极分别与所述485通讯芯片的de端和re端电连接。
43.所述第一上拉子电路包括电阻r78、电阻r79、电阻r2139、电阻r2137和电阻r2138，其中：
44.其中，所述电阻r78的一端分别与所述电阻r2139的一端、电阻r2137的一端电连接，所述电阻r78的另一端接地；所述电阻r2139的另一端分别与所述电阻r79的一端、电阻r2138的一端电连接，所述电阻r2137的另一端与所述485通讯芯片的b端电连接，所述电阻r2138的另一端与所述485通讯芯片的a端电连接，所述电阻r79的另一端接外界电源。
45.所述第二上拉子电路包括电阻r77和电阻r45，其中：
46.外界电源分别与所述电阻r77的一端、电阻r45的一端电连接，电阻r77的另一端与所述485通讯芯片的ro端电连接，电阻r45的另一端分别与所述485通讯芯片的re端、de端电连接。
47.所述接收子电路包括二极管d11和瞬态二极管d0008，其中：
48.所述二极管d1的正极分别与所述微控制器的输入端、瞬态二极管d0008的负极电连接，所述二极管d1的负极与所述485通讯芯片的ro端电连接，所述瞬态二极管d0008的正极接地。
49.还包括电容c97，其中：
50.所述电容c97的一端分别与外界电源、所述485通讯芯片的vcc端电连接，所述电容c97的另一端接地。
51.还把包括保护子电路，其中：
52.所述保护子电路的一端通过所述第一上拉子电路与所述485通讯芯片的a端和b端电连接，所述保护子电路的另一端接地。
53.所述保护子电路包括瞬态二极管tvs1，其中：
54.所述瞬态二极管tvs1的负极通过所述第一上拉子电路与所述485通讯芯片的a端和b端电连接，所述瞬态二极管tvs1的正极接地。
55.所述485通讯芯片为sp3485e。
56.本实施例提供的电路的具体工作流程如下：
57.微处理器的tx端为微处理器的输出端，微处理器的rx端为微处理器的输入端，默认情况下tx和rx都为高电平。
58.微处理器接收信号：没有数据时，微处理器的tx端默认输出高电平，保持默认为接收模式，一路直接给到485通讯芯片u2的di脚，另一路经过电阻r58给到三极管q11的基极，三极管导通，输出低电平给485通讯芯片u2的re和de脚，进入接收模式，接收外围485设备发送的数据，微处理器rx脚默认上拉，当接收到高电平时，二极管d11截止，芯片默认上拉得到高电平；当收到低电平时，485通讯芯片u2的ro端输出低电平，二极管d11导通，微处理器的rx脚被二极管钳位在0.2v左右，得到低电平，完成数据接收过程。
59.微处理器发送信号：当发送数据
‘0’
时，微处理器的tx端会由高电平变为低电平，表示开始发送数据，低电平通过电阻r58给到三极管q11，三极管q11截止，485通讯芯片u2的de和re默认上拉，进入发送模式。数据
‘0’
通过电阻r70给到485通讯芯片u2的di端，485通讯芯片u2将串口信号转换成485信号从a端和b端输出，此时a-b《0，得到低电平。当发送“1”时，此时三极管q11导通，输出低电平给485通讯芯片u2的de/re脚，此时输出并不会受到影响，因为接收模式切换到发送模式状态转换至少要达到几毫秒，另外就算发送的数据中低电平时间达到了转换时间，此时输出由485默认上下拉电阻决定输出状态，485通讯芯片u2的a端上拉，485通讯芯片u2的b端下拉，a-b》0传输
‘1’
，得到高电平。
60.同时本实施例还支持多种供电模式，具体为：
61.rs485的供电不同主要会影响到微处理器的rx脚电平，由于本实施例中电路中增加了二极管d11，即使使用了5v供电，二极管将会截止，由芯片默认上拉得到高电平，低电平通过二极管钳位0.2v左右，得到低电平。如果需要更高的供电模式，只需要选择更大耐压的二极管即可。
62.相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
63.附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
64.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。